光电导效应光生伏特效应PPT学习教案.pptx

会计学
1
光电导效应光生伏特效应
第二章 光电检测技术基础
教学内容：
光的基本性质
辐射与光度学量
半导体基础知识
光电效应
第1页/共58页
1、在远离家时如何防盗并报警？
2、在太空中靠什么拍摄出清晰图片？
3、在大型石化工厂中如何发现险情并及时处理？
思 考
第2页/共58页
§ 光电效应
光电检测器件：对各种光辐射进行接收和探测的器件
光辐射量
光电探测器
电量、热量等
光电效应
光电效应：光照射到物体表面上使物体的电学特性发生变化。
物理基础
第3页/共58页
光子效应
光热效应
外光电效应
内光电效应
光电发射效应
光电倍增效应
光电导效应
光伏效应
光电磁效应
丹培效应
温差电效益
热释电效应
光电效应类型：
§ 光电效应
光电效应
第4页/共58页
光电探测器件
热电探测元件
光子探测元件
外光电效应
内光电效应
非放大型
放 大 型
光电导探测器
光磁电探测器
光生伏特探测器
本征型
掺杂型
非放大
放大型
真空光电管
充气光电管
光电倍增管
变像管
摄像管
像增强器
光敏电阻
红外探测器
光电池
光电二极管
光电三极管
光电场效应管
雪崩型光电二极管
§ 光电效应
第5页/共58页
一、光子效应和光热效应
§ 光电效应
光子效应(photonic effect )
指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。光子能量的大小直接影响内部电子状态的改变。
特点
对光波频率表现出选择性
光子探测器响应速度一般比较快
利用光子效应进行探测的器件称为光子探测器
第6页/共58页
光热效应(photothermal effect )
探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升，温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。
特点
原则上对光波频率没有选择性
响应速度一般比较慢。
在红外波段上，材料吸收率高，光热效应也就更强烈，所以广泛用于对红外线辐射的探测。
例如：家庭式热释电红外探测器
§ 光电效应
第7页/共58页
光子器件
热电器件
响应波长有选择性，一般有截止波长，超过该波长，器件无响应。
响应波长无选择性，对可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感
响应快，吸收辐射产生信号需要的时间短， 一般为纳秒到几百微秒
响应慢，一般为几毫秒
光电器件特点：
§ 光电效应
第8页/共58页
外光电效应：物质受到光照后向外发射电子的现象，其多发生于金属&金属氧化物
光电发射效应、光电倍增效应
内光电效应：物质受到光照后所产生的光电子只在物质内部运动而不会逸出物质外部的现象，其多发生于半导体内。
光电导效应、光生伏特效应、光电磁等
二、光子效应类型
§ 光电效应
第9页/共58页